《仪器分析Ⅱ》课程教学大纲

《仪器分析Ⅱ》课程教学大纲
Instrumental Analysis Ⅱ
一、课程基本信息
二、教学目标
（一）知识目标：仪器分析是测定物质化学组成、状态、结构和进行化学研究的
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重要手段。

本课程以仪器分析原理、方法为核心，主要内容有：紫外-可见吸收光谱法，红外光谱法、分子发光分析法、原子发射光谱法、原子吸收光谱法、电化学分析法、气相色谱分析法、高效液相色谱分析法等。

（二）能力目标：本课程根据现代分析科学发展，结合我国目前的条件和实际，使学生基本掌握常用仪器分析方法的基本原理、仪器的主要结构与性能、定性和定量分析方法等主要环节，具备根据实际问题选择合适的仪器分析方法的能力。

（三）素质目标：以“教学应由传授知识转向传授学习知识的方法”的教改思路，加强教学方法的启发性、针对性、交互式和实效性，将“接受学习”和“发现学习”有机地结合起来，改“单向式”为“双向式”，引导学生由“学会”过渡到“会学”和“会用”，注重培养学生获取知识的能力和创新意识。

课堂讲授及启发性、针对性、交互式和实效性的教学方法为主要环节。

通过学习使学生能将理论与实践相结合，学以致用。

三、基本要求
（一）了解仪器分析方法的分类，每种仪器分析方法目前的研究进展，国内外有关前沿领域的分析方法。

（二）理解各种仪器分析方法的原理和仪器的组成。

（三）掌握常用仪器分析方法的基本原理、仪器的主要结构与性能、定性和定量分析方法这三个主要环节。

四、教学内容与学时分配
第一章绪论1学时第一节仪器分析与化学分析
第二节仪器分析的内容与方法
第三节分析仪器的组成
第四节仪器分析的基本步骤和方法
第五节仪器分析方法的评价
第六节现代仪器分析在农业现代化和生命科学中的作用
知识点：仪器分析的定义与分类、仪器分析方法的评价
本章小结：主要讲述了仪器分析的发展、仪器分析方法的分类、分析仪器的组成以及仪器分析方法的评价。

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重点：仪器分析方法的特点及分类
难点：仪器分析方法的评价
思考题：试举例说明在实际应用中仪器分析和化学分析是如何相辅相成完成分析测量任务的。

作业：查文献了解现代仪器分析的发展状况。

教学方法：课堂讲授，以多媒体授课为主，板书授课为辅。

第二章光谱分析法导论1学时
第一节电磁波的基本性质
第二节光谱产生的原理及光谱法分类
第三节光谱法定量分析基础
知识点：吸收光谱、发射光谱、原子光谱、分子光谱、线光谱、带光谱、连续光谱、Lambert-Beer定律、偏离Lambert-Beer定律的原因
本章小结：主要讲述了光谱法产生的基本原理及分类、Lambert-Beer定律及其物理意义。

由于光谱法的产生原理是学习各种光谱分析法的基础，在讲课过程中须强调这一部分内容的重要性。

重点：电磁辐射的基本性质、光谱产生的原理、光谱法分类、Lambert-Beer定律及其物理意义
难点：光谱产生的原理、偏离Lambert-Beer定律的原因
思考题：在实际测量中如何尽量减小对Lambert-Beer定律的偏离。

作业：P25 4、5、8
教学方法：课堂讲授，以多媒体授课为主，板书授课为辅。

第三章紫外—可见分子吸收光谱法2学时
第一节紫外-可见光谱法的基本原理
第二节紫外-可见光谱仪
第三节紫外-可见光谱分析方法
知识点：有机化合物的电子跃迁类型，生色团、助色团、红移、蓝移、增色效应、减色效应、共轭效应、溶剂效应、多组分物质的定量分析
本章小结：围绕着紫外—可见光谱仪、定量分析方法而展开，在讲解的过程中应
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注意与实际运用相联系尤其是分析条件选择的讲解。

重点：Lambert-Beer定律及其物理意义、有机化合物的电子跃迁类型、紫外可见分光光度计的组成及分类、定量分析方法。

难点：紫外—可见光谱法的基本原理、双波长光度法。

思考题：电子跃迁有哪些类型？何谓生色团、助色团？
作业：P25 9；P43 2、5
教学方法：课堂讲授，以多媒体授课为主，板书授课为辅。

第四章红外吸收光谱法2学时
第一节红外光谱法的基本原理
第二节红外吸收光谱的特征及其与分子结构的关系
第三节红外光谱的定性和定量方法
第四节红外光谱仪
第五节红外光谱法样品的制备
知识点：红外光区的划分、振动的基本类型、红外活性、基团频率及其影响因素、特征吸收峰、官能团区、指纹区、不饱和度。

本章小结：以定性分析为中心，围绕着红外光谱的产生原理而展开，以胡克定律为切入点着重讲解影响基团频率的因素以及这种影响在红外定性分析中的应用。

重点：基本概念(红外活性、基团频率等)、IR光谱的产生条件、基本振动的形式、影响基团频率的因素、常见基团的特征吸收频率。

难点：影响基团频率的因素
思考题：产生红外吸收光谱的条件是什么？是否所有分子振动都会产生红外吸收光谱？为什么？何谓基团频率？影响基团频率的因素有哪些？
作业：P64 1、6、7、8
教学方法：课堂讲授，以多媒体授课为主，板书授课为辅。

第七章原子吸收光谱分析2学时
第一节原子吸收光谱法的基本原理
第二节原子吸收光谱仪
第三节原子吸收光谱的干扰及其抑制
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第四节原子吸收光谱的定性、定量分析方法
知识点：原子吸收光谱法的基本原理、中心频率、谱线轮廓、锐线光源、火焰原子化、石墨炉原子化、定量依据、物理干扰、化学干扰及光谱干扰。

本章小结：以定量分析为中心，围绕着如何提高分析的灵敏度展开了对原子吸收光谱仪的锐线光源和原子化器以及测量中可能存在的干扰及其抑制方法的讲解，强调对重要概念的理解。

重点：原子吸收光谱法的基本原理、试样原子化技术、干扰及其抑制，有关术语和基本概念等
难点：AAS中的干扰及其抑制。

思考题：原子吸收分光光度计中为何不用连续光源（例如钨灯或氘灯）而用锐线光源？
作业：P268 4
教学方法：课堂讲授，以多媒体授课为主，板书授课为辅。

第八章色谱法导论2学时
第一节色谱法及分类
第二节色谱法基本原理
第三节色谱流出曲线及有关术语
第四节色谱理论
第五节色谱定性、定量方法
知识点：保留值、峰宽、容量因子、选择性因子、理论塔板数、有效理论塔板数、分离度、塔板理论、速率理论、保留指数、校正因子、归一化法
本章小结：主要讲述了色谱分析中的一些基本概念、色谱的基本理论等，为后面学习气相色谱法和高效液相色谱法打下基础。

重点：色谱术语（保留值、峰宽、容量因子、选择性因子、理论塔板数、有效理论塔板数和分离度等）、色谱定性和定量方法
难点：塔板理论、速率理论、影响分离度的因素、保留指数
思考题：在实际分离中，根据速率理论应从哪些方面着手去提高柱效。

作业：P133 9、10、11
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教学方法：课堂讲授，以多媒体授课为主，板书授课为辅。

第九章气相色谱法2学时
第一节气相色谱仪
第二节气相色谱固定相
第三节气相色谱检测器
第四节气相色谱法的实验技术
知识点：气相色谱仪的流程及主要部件；固定液的极性表达；固定液选择的原则；检测器的结构、检测原理、特点、主要操作条件及性能指标；色谱分析条件的选择；程序升温；毛细管气相色谱法的特点
本章小结：主要讲述了气相色谱固定液的极性表达及选择原则、气相色谱检测器类型及特点和分离操作条件的选择。

重点：固定液的极性表达；气相色谱检测器的结构、原理、特点及主要操作条件。

难点：色谱分析条件的选择
思考题：为什么对宽沸程的样品进行分离需采用程序升温。

作业：P153 2、5、8
教学方法：课堂讲授，以多媒体授课为主，板书授课为辅。

第十章高效液相色谱法4学时
第一节高效液相色谱仪2学时
第二节高效液相色谱固定相和流动相
第三节高效液相色谱的主要类型及选择
知识点：液相色谱仪的组成、梯度洗脱、固定相及流动相要求、分配色谱、吸附色谱、正相色谱、反相色谱
第三节高效液相色谱的主要类型及选择2学时
第四节高效液相色谱分离条件的选择
知识点：离子交换色谱；尺寸排阻色谱的固定相、流动相和应用特点；样品分子结构和分析特性
本章小结：主要讲述了高效液相色谱仪器结构流程、高效液相色谱固定相和流动相的特点及要求、HPLC的主要类型和HPLC分离条件的选择等。

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重点：HPLC的各种分离类型的固定相、流动相和应用特点；HPLC分离类型的选择原则。

难点：HPLC的各种分离类型的固定相、流动相和应用特点
思考题：从分离原理、仪器构造及应用范围上比较高效液相色谱与气相色谱法的异同点。

教学方法：课堂讲授，以多媒体授课为主，板书授课为辅。

五、考核方式及成绩评定
平时成绩：√习题作业/ 课堂小测验/ √课堂提问/ 课堂讨论/ 课外作业/ √课程论文/ 其他；
结课后考试：√闭卷/ 开卷/ 其他；
成绩构成：考勤10% / 平时20% / 考试70%。

六、育人案例
（一）育人案例一：茨维特色谱技术缘何被埋没一段时间
茨维特发明分析化学和有机化学中极其重要的实验方法——色谱法。

但是德国著名化学家威尔斯泰特对色谱法的排斥和不信任，导致在接下来的20多年时间内，茨维特的新方法并没有得到科学界的重视。

导致茨维特的色谱法在文献中埋没了25年之久，才最终得到科学界的广泛接受。

该案例告诉我们，仪器分析方法的发展也是充满了曲折和误解，但是真理最终会得到大家的认可，至今我们在讲到色谱时仍然不能不提到茨维特的贡献。

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